(57)【要約】【課題】  給湯開始時の水の浪費を無くし、無駄なエネルギ消費を抑え、短時間の内に所望温度の湯を出湯することが可能な給湯システムを提供する。【解決手段】  給湯器１に接続された給水配管２と給湯配管３との間に給湯制御ユニット４が介在され、給湯配管３には、給湯制御ユニット４との接続箇所よりも上流側に当該配管を開閉する電磁弁８が、給湯制御ユニット４との接続箇所よりも下流側に空気注入用の通気弁１０がそれぞれ設けられ、給湯制御ユニット４は、上記両配管２，３を連通するバイパス管４１と、バイパス管４１の途中に設けられた送水ポンプ４２と、バイパス管４１の給湯配管３側の水圧を検出する水圧センサ４３と、バイパス管４１の給湯配管３側の水の有無を検出する水センサ４４と、両センサ４３，４４の検出出力に基づいて送水ポンプ４２と電磁弁８のオン／オフ制御を行うコントローラ４６とを備えている。【選択図】  図１
0003128236.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
給湯器に接続された給水配管と給湯配管との間には給湯制御ユニットが介在され、また、前記給湯配管には、前記給湯制御ユニットとの接続箇所よりも上流側の位置に当該給湯配管を開閉する電磁弁が、前記給湯制御ユニットとの接続箇所よりも下流側の位置に空気注入用の通気弁がそれぞれ設けられ、前記給湯制御ユニットは、前記給水配管と給湯配管とを連通するバイパス管と、このバイパス管の途中に設けられた送水ポンプと、前記バイパス管の給湯配管側の水圧を検出する水圧センサと、前記バイパス管の給湯配管側の水の有無を検出する水センサと、前記水圧センサと水センサの検出出力に基づいて前記送水ポンプおよび電磁弁のオン／オフ制御を行うコントローラとを備え、前記コントローラは、前記水圧センサにより予め設定された基準値以上の水圧が検出され、かつ、前記水センサでバイパス管内の水が検出された場合には、前記電磁弁を閉じるとともに前記送水ポンプを起動して給湯配管からバイパス管を経由して給水配管に送水する一方、前記水センサで水が検出されなくなった場合には、前記電磁弁を開くとともに前記送水ポンプの駆動を停止する制御を行うものであることを特徴とする給湯システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、給湯開始時の冷水の無駄な排水を無くして節水を図るとともに、無駄なエネルギ消費を抑え、しかも、比較的短時間の内に所望温度の湯の給湯を開始することが可能な給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器から供給される湯を使用したい場合、カランやシャワー等の水栓を開いた時点からできるだけ短時間の内に所望の温度の湯が出湯されるのが使い勝手がよいので好ましい。
【０００３】
ところが、実際には、給湯器をしばらく使用しないときには、給湯器と水栓との間を接続する給湯配管  の途中に冷水が滞留している（以下、このように給湯開始初期に給湯配管内に滞留している冷水を初期冷水と称する）。したがって、所望温度の湯が水栓から実際に出湯されるまでには、初期冷水を湯と完全に置換する必要がある。
【０００４】
このため、通常は、給湯器から供給される湯が水栓から出湯されるようになるまでの間、初期冷水をそのまま下水側に排水するようにしている。しかし、初期冷水を下水側に排水するのは水の全くの浪費となる。特に、給湯配管の引き回し距離が長い場合や、冬季や寒冷地において初期冷水が低温のときには、その排水量も多くなるので、それだけ水が無駄に消費される。
【０００５】
そこで、従来技術では、給湯器と水栓とを結ぶ給湯配管の途中に循環水路を接続するとともに、この循環水路の途中に循環ポンプと加熱器とを設け、水栓が開かれるまでは給湯器で暖められた湯を循環ポンプで循環しつつ、湯温が低下しないように加熱器で保温加熱し、水栓が開かれた時点で循環水路で循環されていた湯が当該水栓から出湯されるようにしたものが提案されている（例えば、実用新案登録文献１，２）。
【特許文献１】特開２００１−１３２９７０号公報
【特許文献２】特開２０００−８８２６７号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の実用新案登録文献１，２記載の従来技術では、水栓を開いた時点から短時間の内に所望の温度の湯が出湯されるので、節水を図ることができるものの、給湯配管の途中に循環水路を接続し、さらに、循環水路の途中に循環ポンプや加熱器を設ける必要があるため、設備全体が大型化するとともに、費用がかかり高価なものになる。しかも、湯を使用しない場合でも、循環水路内の湯が低温にならないように加熱器によって常に保温加熱しておかねばならず、エネルギ消費の無駄が大きいという不具合がある。
【０００７】
本考案は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、給湯開始時の初期冷水を下水側に排水するなどの水の浪費を無くして節水を図ることができ、また、無駄なエネルギ消費を極力抑えることが可能な給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本考案に係る給湯システムは、給湯器に接続された給水配管と給湯配管との間には給湯制御ユニットが介在され、また、前記給湯配管には、前記給湯制御ユニットとの接続箇所よりも上流側の位置に当該給湯配管を開閉する電磁弁が、前記給湯制御ユニットとの接続箇所よりも下流側の位置に空気注入用の通気弁がそれぞれ設けられ、前記給湯制御ユニットは、前記給水配管と給湯配管とを連通するバイパス管と、このバイパス管の途中に設けられた送水ポンプと、前記バイパス管の給湯配管側の水圧を検出する水圧センサと、前記バイパス管の給湯配管側の水の有無を検出する水センサと、前記水圧センサと水センサの検出出力に基づいて前記送水ポンプおよび電磁弁のオン／オフ制御を行うコントローラとを備え、前記コントローラは、前記水圧センサにより予め設定された基準値以上の水圧が検出され、かつ、前記水センサでバイパス管内の水が検出された場合には、前記電磁弁を閉じるとともに前記送水ポンプを起動して給湯配管からバイパス管を経由して給水配管に送水する一方、前記水センサで水が検出されなくなった場合には、前記電磁弁を開くとともに前記送水ポンプの駆動を停止する制御を行うものであることを特徴としている。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、カラン等の給湯栓が閉じられて給湯器による給湯動作が停止すると、給湯配管の途中に滞留している湯が給湯制御ユニットを経由して給水配管側に強制的に送水されて給湯配管内が通気弁から流入した空気と置換される。そして、給湯栓が開かれると、給湯器からの水圧で給湯配管内の空気が押し出されるとともに、給湯器の給湯動作が開始されて給湯栓から出湯されるので、給湯開始時の初期冷水を下水側に排水する必要がない。したがって、水の浪費を無くして節水を図ることができる。しかも、給湯栓を開いて初期冷水をそのまま吐出する場合に比べると、比較的短時間の内に所望温度の湯を出湯することが可能となる。
【００１０】
さらに、従来技術と比べると、給湯配管の途中に循環水路や加熱器などの設備を設ける必要がないので、比較的安価に実現することができ、かつ、従来のように湯を使用しない場合に循環水路内の温水を加熱器によって常に保温加熱しておく必要性もないため、無駄なエネルギ消費を抑えることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本考案の実施の形態における給湯システムの構成図、図２は同給湯システムにおける給湯制御ユニットの構成図である。
【００１２】
この実施の形態の給湯システムは、給湯器１を備え、この給湯器１には給水配管２と給湯配管３とが共に接続されている。そして、給水配管２と給湯配管３との間には給湯制御ユニット４が介在されて各配管２，３に後述のように給湯配管側バイパス管４１ａ及び給水配管側バイパス管４１ｂを介して管継手５，６で接続されている。
【００１３】
給水配管２は、上水道となる図示しない水道管に連通されている。一方、給湯配管３には、給湯制御ユニット４との接続箇所よりも上流側の位置に当該給湯配管３を開閉する電磁弁８が設けられ、また、給湯制御ユニット４との接続箇所よりも下流側の位置にカランやシャワー栓等の複数の給湯栓９、および空気注入用の通気弁１０が設けられている。
【００１４】
上記の通気弁１０は、給湯配管３内が排水されて負圧になると弁が開放されて外部の空気を注入し、当該配管３内が正圧になると弁が閉じる機構となっている。なお、この実施の形態において、通気弁１０は給湯配管３の末端に設けているが、これに限らず給湯配管３の途中に設けることも可能である。
【００１５】
給湯制御ユニット４は、図２に示すように、給水配管２と給湯配管３とを連通するバイパス管４１と、このバイパス管４１の途中に設けられた送水ポンプ４２と、バイパス管４１の給湯配管３側の水圧を検出する水圧センサ４３と、バイパス管４１の給湯配管３側の水の有無を検出する水センサ４４と、水圧センサ４３と水センサ４４の検出出力に基づいて送水ポンプ４２および電磁弁８のオン／オフ制御を行うコントローラ４６と、コントローラ４６や送水ポンプ４２の動作電源となる直流電源部４７とを備えている。
【００１６】
そして、上記の送水ポンプ４２、水圧センサ４３、水センサ４４、コントローラ４６、および直流電源部４７はケーシング４８内に収納されている。また、バイパス管４１の給湯配管３側の部分４１ａは、ケーシング４８の外部に引き出されて給湯配管３側の管継手６に接続されている。一方、バイパス管４１の給水配管２側の部分４１ｂは、ケーシング４８の外部に引き出されて給水配管２側の管継手５に接続されるとともに、ケーシング４８内の途中には給水配管２からの水がバイパス管を通過して給湯配管３に流入しないように逆止弁４９が設けられている。
【００１７】
上記の水圧センサ４３は、例えば半導体圧力センサやダイアフラム式の圧力センサなどが適用される。また、水センサ４４は、例えば一対の電極間の水の有無によるインピーダンス変化を検出するセンサなどが適用される。また、送水ポンプ４２は、羽根車式の回転子４２ａと、この回転子４２ａを回転駆動するモータ４２ｂとからなる。コントローラ４６は、ＣＰＵ等からなる制御部４６ａ、およびモータ駆動部４６ｂを備えている。
【００１８】
コントローラ４６の制御部４６ａは、所定の制御プログラムをインストールすることにより、水圧センサ４３により予め設定された基準値以上の水圧が検出され、かつ、水センサ４４でバイパス管４１内の水が検出された場合には電磁弁８を閉じるとともに送水ポンプ４２を起動して給湯配管３からバイパス管４１を経由して給水配管２に送水する一方、水センサ４４で水が検出されなくなった場合には電磁弁８を開くとともに送水ポンプ４２の駆動を停止する制御を行うように構成されている。なお、制御部４６ａが水圧センサ４３の検出出力と比較する基準値は、例えば給水配管２に接続される図示しない水道管に加えられている水圧値に設定されている。
【００１９】
次に、上記構成の給湯システムにおける動作について説明する。
【００２０】
カラン等の給湯栓９が開かれて給湯器１が給湯動作を行っている場合、電磁弁８が開放され、かつ、給湯制御ユニット４の送水ポンプ４２が停止されているため、給湯器１からは給湯配管３を経由した湯が給湯栓９から出湯される。
【００２１】
この状態で、カラン等の給湯栓９が閉じられて給湯器１が給湯動作を停止すると、給湯配管３内の水圧が一時的に増加する。この水圧増加は、給湯制御ユニット４のバイパス管４１に設けられた水圧センサ４３によって検出される。
【００２２】
ここで、給湯器１の給湯動作が停止した時点では、上記のように給湯配管３内の水圧が一時的に増加するため、水圧センサ４３の検出出力の値が制御部４６ａに予め設定されている基準値以上となる。また、この時点では給湯配管３およびバイパス管４１内が湯で満たされているので、水センサ４４でバイパス管４１内の水が検出される。
【００２３】
制御部４６ａは、水圧センサ４３の検出出力が基準値以上となり、かつ、水センサ４４でバイパス管４１内の水が検出されると、電磁弁８を閉じると同時に、モータ駆動部４６ｂに信号を送り、送水ポンプ４２を起動させる。これにより、給湯器１から給湯配管３内に水が流入しなくなるとともに、給湯配管３内の途中に滞留している湯は、送水ポンプ４２によっバイパス管４１を経由して給水配管２に向けて強制的に送水される。これに伴い、給湯配管３内は通気弁１０から流入した空気と置換される。
【００２４】
給湯配管３内の湯が給水配管２に強制的に送水されて通気弁１０から流入した空気と置換されると、水センサ４４で水が検出されなくなるので、これに応じて、制御部４６ａは、電磁弁８を開くとともに、送水ポンプ４２の駆動を停止する。
【００２５】
電磁弁８が開かれると、給水配管２からの水が給湯器１を経由して給湯配管３内へ水が流入しようとするが、給湯配管３内は空気で満たされているため、水で圧縮されることによる空気圧によって流入が阻止される。また、各給湯栓９が全て閉じられている状態では、給湯配管３内の空気が水で加圧されると通気弁１０が閉じるので、給湯配管３内の空気が外部へリークするのが阻止される。
【００２６】
次に、湯を使用するためにある一つの給湯栓９を開くと、給湯配管３内において、水圧で圧縮状態にある空気が給湯栓９を通って外部に押し出され、これに伴い、給湯配管３内が負圧になる。したがって、給水配管２からの水（この水は水道管に連通しているため当然ながら一定の水圧がかかっている）が給湯器１内を通過して給湯配管３に流れ込むようになる。すると、給湯器１が流水を検出して自動点火されるため、湯の供給が開始されて給湯配管３を経由して給湯栓９から出湯されるようになる。すなわち、給湯開始時には給湯配管３内に初期冷水は殆ど存在しないため、主に残存空気が外部に排出された直後から湯が出湯されることになる。
【００２７】
このように、この実施の形態の給湯システムによれば、カラン等の給湯栓９が閉じられて給湯器１による給湯動作が停止すると、給湯配管３の途中に滞留している湯が給湯制御ユニット４を経由して給水配管２側に強制的に送水されて給湯配管３内が通気弁１０から流入した空気と置換される。そして、給湯栓９が開かれると、給湯器１からの水圧で給湯配管３内の空気が押し出されるとともに、給湯器１の給湯動作が開始されて給湯栓９から出湯されるので、給湯開始時の初期冷水を下水側に排水する必要がない。したがって、水の浪費を無くして節水を図ることができる。しかも、給湯栓９を開いて初期冷水をそのまま吐出する場合に比べると、給湯配管３内の空気を排出するだけでよいから、比較的短時間の内に所望温度の湯を出湯することが可能となる。
【００２８】
さらに、従来技術と比べると、給湯配管３の途中に循環水路や加熱器などの設備を設ける必要がないので、比較的安価に実現することができ、かつ、従来のように湯を使用しない場合に循環水路内の温水を加熱器によって常に保温加熱しておく必要性もないため、無駄なエネルギ消費を抑えることができる。
【００２９】
なお、上記の実施の形態では、給湯配管３の途中位置に当該給湯配管３を開閉する電磁弁８を設けているが、この電磁弁８の代わりに、給湯配管３とバイパス管４１との接続箇所に電磁式の三方切換弁を設け、この三方切換弁をコントローラ４６で切り換え制御して、上記と同様な動作を行うようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案の実施の形態における給湯システムの構成図である。
【図２】本考案の給湯システムにおける給湯制御ユニットの構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    給湯器
２    給水配管
３    給湯配管
４    給湯制御ユニット
８    電磁弁
９    給湯栓
１０    通気弁
４１    バイパス管
４２    送水ポンプ
４３    水圧センサ
４４    水センサ
４６    コントローラ
【図１】
0003128236.tif 000003
【図２】
0003128236.tif 000004